[发明专利]一种碳钢设备抗高温缓蚀-除垢一体剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种碳钢设备抗高温缓蚀‑除垢一体剂及制备方法。所述一体剂由包含以下质量百分比的各组分制成：复配缓蚀剂0.1‑5%；盐酸0.1‑30%；氢氟酸0.1‑3%；表面活性剂0.5‑5%；阻垢剂0.0005‑0.002%；水60‑88%；其中，复配缓蚀剂由包含质量百分比为5‑10%的乙醇，15‑35%的咪唑啉类、15‑30%的双十二烷基二甲基氯化铵、3‑10%的二酰胺荚醚、5‑10%的钼酸盐和5‑57%的水组成。本发明提供的缓蚀‑除垢一体剂可以在保证除垢效果同时对碳钢设备具有良好的缓蚀效果，可以保持缓蚀‑除垢双重功效，尤其适用于碳钢设备中的结垢物的清除。

技术领域

本发明涉及一种缓蚀-除垢一体剂，尤其涉及一种碳钢设备抗高温缓蚀-除垢一体剂及制备方法。

背景技术

在石油化工厂中，有80％以上的用水量均用来作为循环冷却水，其中大部分循环水系统均采用开式循环冷却系统，环境中的扬尘、循环水中的钙镁离子、无机硅酸盐及腐蚀产生的铁氧化物等均会在循环系统的内部沉积结垢，特别是，如换热器壳侧由于结构复杂，死区多，表面温度高等原因，加速了结垢的进程。产生的结垢如若清理不及时，不仅仅会影响换热器的换热效率，增加能耗，还将进一步加剧垢下腐蚀，从而损坏设备，导致物料泄漏等，不仅影响生产稳定性，甚至带来安全风险。

针对换热器等碳钢设备的结垢物的处理方法，目前主要有物理清洗和化学清洗两种方式。其中，物理清洗只适用于结垢层组成简单、结构疏松的管侧清洗，但换热器水侧更多时主要以硫酸钙、硫酸镁、氧化铁、四氧化三铁、硅酸盐等成分组成，结垢层比较致密且与基体结合强度高，物理清洗的分散剂无法渗透，起不到较好的除垢效果。对于化学清洗方式，如果仅采用柠檬酸、氨基磺酸等有机酸处理，存在酸液和结垢成分腐蚀性不匹配的问题，除垢效果较差，通常需要添加高浓度的无机酸并提高温度对结垢进行强化溶解，但碳钢材质换热器对无机酸毫无抵抗力，尤其是高温度、高浓度的无机酸会对其造成严重的腐蚀问题。目前多数配方通过在无机酸溶液中调控pH至中性或弱碱性，保证常温操作条件下具有一定的缓蚀效果，但却大幅降低了配方的酸腐蚀性，牺牲了除垢剂的除垢效果。

专利CN101186395A公开了一种将有机酸和无机酸复合为一体的复合型酸式除垢剂，利用柠檬酸、丙酸、氨基磺酸、磷酸等多种酸混合除垢，但该配方下对碳钢设备腐蚀性强，而且对硅酸盐的除垢效果不明显，常温下并不能实现一剂多用的目的。

专利CN111807528A公开了以硫酸、丙烯酸等为主要成分的除垢剂，但该配方显而易见地不利于结构致密的硫酸钙、硫酸镁的除垢，并且容易与镁离子、钙离子形成沉淀析出；同时该专利控制pH＝8-12，虽然控制了对设备的腐蚀性，但对于铁的氧化物、硅酸盐等也无法溶解去除。

专利CN109264879A公开了一种主要针对油田中的水井和底层中钡锶垢的除垢剂，利用氢氟酸、盐酸、赘和剂和防垢剂等的分散、赘和作用，溶解硫酸锶、硫酸钡、碳酸锶、碳酸钡结垢，但是对铁的氧化物、硅酸盐等不具有溶解性。

因此，现有除垢剂配方仍存在除垢效果不好、无法兼顾除垢和缓蚀的问题亟待解决。

发明内容

针对现有技术很难对结垢层较为致密且包含硫酸钙、硫酸镁、氧化铁、四氧化三铁、硅酸盐等多种混合成分的结垢物进行有效清洗的问题，以及很难在保证除垢效果的情况下同时保证对碳钢设备进行缓蚀的问题，本发明提出一种碳钢设备抗高温缓蚀-除垢一体剂及制备方法，以解决上述问题。

本发明提供的碳钢设备抗高温缓蚀-除垢一体剂具有良好的耐高温耐酸性，优秀的缓蚀性能和垢层溶解性能，且润湿作用及穿透能力良好，保证清洗液接触的结垢层充分接触并通过结垢的孔隙渗透至内部，可加快结垢物的反应溶解。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种碳钢设备抗高温缓蚀-除垢一体剂，由包含以下质量百分比的各组分制成：

复配缓蚀剂0.1-5％；